Bạn xem lại xem có type thiếu đề không? \((x+\frac{\pi}{6})\) có sin hay cos, tan ở phía trước không?

Sin nha

Lời giải:

Ta có:

\(\int ^{\frac{\pi}{2}}_{0}\frac{\sin x}{(\sin x+\cos x)^3}dx=\int ^{\frac{\pi}{2}}_{\frac{\pi}{4}}\frac{\sin x}{(\sin x+\cos x)^3}dx+\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{\sin x}{(\sin x+\cos x)^3}dx\)

\(=A+B\)

Xét riêng rẽ:

\(A=\int ^{\frac{\pi}{2}}_{\frac{\pi}{4}}\frac{\sin^3 x}{(\sin x+\cos x)^3}.\frac{dx}{\sin ^2x}=\int ^{\frac{\pi}{2}}_{\frac{\pi}{4}}\frac{1}{\left(\frac{\sin x+\cos x}{\sin x}\right)^3}d(-\cot x)\)

\(=\int ^{\frac{\pi}{2}}_{\frac{\pi}{4}}\frac{1}{(\cot x+1)^3}d(-\cot x)=-\int ^{\frac{\pi}{2}}_{\frac{\pi}{4}}\frac{d(\cot x+1)}{(\cot x+1)^3}\)

\(=\left.\begin{matrix} \frac{\pi}{2}\\ \frac{\pi}{4}\end{matrix}\right|\frac{1}{2(\cot x+1)^2}=\frac{3}{8}\)

\(B=\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{\sin x+\cos x-\cos x}{(\sin x+\cos x)^3}dx\)\(=\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{ 1}{(\sin x+\cos x)^2}dx-\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{\cos x}{(\sin x+\cos x)^3}dx\)

\(=\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{1}{\left(\frac{\sin x+\cos x}{\cos x}\right)^2}.\frac{dx}{\cos ^2x}-\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{1}{\left(\frac{\sin x+\cos x}{\cos^3 x}\right)^3}.\frac{dx}{\cos ^2x}\)

\(=\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{d(\tan x)}{(\tan x+1)^2}-\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{d(\tan x)}{(\tan x+1)^3}\)

\(=\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{d(\tan x+1)}{(\tan x+1)^2}-\int ^{\frac{\pi}{4}}_{0}\frac{d(\tan x+1)}{(\tan x+1)^3}\)

\(=\left.\begin{matrix} \frac{\pi}{4}\\ 0\end{matrix}\right|\frac{-1}{\tan x+1}+\left.\begin{matrix} \frac{\pi}{4}\\ 0\end{matrix}\right|\frac{1}{2(\tan x+1)^2}=\frac{1}{8}\)

Do đó: \(\int ^{\frac{\pi}{2}}_{0}\frac{\sin x}{(\sin x+\cos x)^3}dx=\frac{3}{8}+\frac{1}{8}=\frac{1}{2}\)

Sở dĩ phải chia tích phân thành tổng nhỏ như vậy là do khi ta thực hiện chia sin x xuống dưới mẫu thì hàm số không liên tục trong đoạn \([\frac{\pi}{2}; 0]\)

Dạ em cảm ơn ạ!

b.

\(\Leftrightarrow\frac{2\pi}{3}\left(sinx-1\right)=k2\pi\)

\(\Leftrightarrow sinx-1=3k\)

\(\Leftrightarrow sinx=3k+1\)

Do \(-1\le sinx\le1\)

\(\Rightarrow-1\le3k+1\le1\Rightarrow-\frac{2}{3}\le k\le0\)

\(\Rightarrow k=0\)

\(\Rightarrow sinx=1\)

\(\Rightarrow x=\frac{\pi}{2}+k2\pi\)

c.

ĐKXĐ: ...

\(\Leftrightarrow\frac{\pi}{4}\left(cosx-1\right)=-\frac{\pi}{4}+k\pi\)

\(\Leftrightarrow cosx-1=4k-1\)

\(\Leftrightarrow cosx=4k\)

Mà \(-1\le cosx\le1\Rightarrow-1\le4k\le1\)

\(\Rightarrow-\frac{1}{4}\le k\le\frac{1}{4}\Rightarrow k=0\)

\(\Rightarrow cosx=0\)

\(\Rightarrow x=\frac{\pi}{2}+k\pi\)

Gọi \(s = sin ⁡ x , \textrm{ }\textrm{ } c = cos ⁡ x\). Vì \(x \in \left[\right. 0 , \pi / 4 \left]\right.\) nên \(c > 0\). Chia cả phương trình cho \(cos ⁡ x\) được (không làm mất nghiệm vì \(cos ⁡ x \neq 0\) trên đoạn này). Đặt \(t = tan ⁡ x = \frac{s}{c} \in \left[\right. 0 , 1 \left]\right.\). Sau khi biến đổi ta được:

tương đương (sau tính toán và đưa về \(t\)):

Vậy nghiệm ứng với \(t\) là:

hoặc \(t\) là nghiệm của đa thức bậc hai

Ta cần số nghiệm \(t \in \left[\right. 0 , 1 \left]\right.\). Lưu ý \(t = 1\) luôn là một nghiệm (tương ứng \(x = \pi / 4\)). Để phương trình chỉ có một nghiệm trên \(\left[\right. 0 , \pi / 4 \left]\right.\) tức là không có nghiệm \(t\) nào khác nằm trong \(\left[\right. 0 , 1 \left.\right)\). Do đó phải đảm bảo rằng phương trình \(q \left(\right. t \left.\right) = 0\) không có nghiệm trong đoạn \(\left[\right. 0 , 1 \left.\right)\).

Phân tích \(q \left(\right. t \left.\right)\):

• Đặt \(D_{q} = 4 \left(\right. \left(\right. m - 1 \left.\right) \left(\right. m - 3 \left.\right) \left.\right)\). Nếu \(1 < m < 3\) thì \(D_{q} < 0\) → \(q\) không có nghiệm thực → không có nghiệm trong \(\left[\right. 0 , 1 \left.\right)\) → duy nhất \(t = 1\).
• Nếu \(m \geq 3\) thì hai nghiệm của \(q\) là \(m \pm \sqrt{\left(\right. m - 1 \left.\right) \left(\right. m - 3 \left.\right)}\); cả hai đều \(> 1\) (không rơi vào \(\left[\right. 0 , 1 \left.\right)\)) → chỉ \(t = 1\).
• Nếu \(m \leq 1\) thì \(q\) có nghiệm thực; xét riêng:
• • Nếu \(m < \frac{3}{4}\) thì một nghiệm của \(q\) âm và nghiệm kia \(> 1\) → không có nghiệm trong \(\left[\right. 0 , 1 \left.\right)\) → chỉ \(t = 1\).
  • Nếu \(m = \frac{3}{4}\) thì \(q \left(\right. 0 \left.\right) = 0\) (tức \(t = 0\) là nghiệm) → hai nghiệm trong \(\left[\right. 0 , \frac{\pi}{4} \left]\right.\): \(t = 0\) và \(t = 1\) → không thỏa yêu cầu “duy nhất”.
  • Nếu \(\frac{3}{4} < m < 1\) thì \(q\) có đúng một nghiệm nằm trong \(\left(\right. 0 , 1 \left.\right)\) → cộng với \(t = 1\) ta có ít nhất hai nghiệm → không thỏa.
  • Nếu \(m = 1\) thì \(q \left(\right. t \left.\right) = \left(\right. t - 1 \left.\right)^{2}\) và duy nhất nghiệm trong đoạn là \(t = 1\) (bội) → vẫn một nghiệm.

Kết luận: phương trình có đúng một nghiệm \(x \in \left[\right. 0 , \pi / 4 \left]\right.\) khi và chỉ khi

(Nói ngắn: tất cả \(m\) ngoại trừ đoạn \(\left[\right. \frac{3}{4} , 1 \left.\right)\); điểm \(m = \frac{3}{4}\) bị loại vì lúc đó có thêm nghiệm \(x = 0\).)

\(I=\int\dfrac{x^3dx}{\left(x^8-4\right)^2}\)

Đặt \(x^4=t\Rightarrow x^3dx=\dfrac{1}{4}dt\Rightarrow I=\dfrac{1}{4}\int\dfrac{dt}{\left(t^2-2\right)^2}=\dfrac{1}{4}\int\dfrac{dt}{\left(t-\sqrt{2}\right)^2\left(t+\sqrt{2}\right)^2}\)

\(=\dfrac{1}{32}\int\left(\dfrac{1}{t-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{t+\sqrt{2}}\right)^2dt=\dfrac{1}{32}\int\left(\dfrac{1}{\left(t-\sqrt{2}\right)^2}+\dfrac{1}{\left(t+\sqrt{2}\right)^2}-\dfrac{2}{\left(t+\sqrt{2}\right)\left(t-\sqrt{2}\right)}\right)dt\)

\(=\dfrac{1}{32}\int\left(\dfrac{1}{\left(t-\sqrt{2}\right)^2}+\dfrac{1}{\left(t+\sqrt{2}\right)^2}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}\left(\dfrac{1}{t-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{t+\sqrt{2}}\right)\right)dt\)

\(=\dfrac{1}{32}\left(\dfrac{-1}{t-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{t+\sqrt{2}}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}ln\left|\dfrac{t-\sqrt{2}}{t+\sqrt{2}}\right|\right)+C\)

\(=\dfrac{1}{32}\left(\dfrac{-1}{x^4-\sqrt{2}}-\dfrac{1}{x^4+\sqrt{2}}-\dfrac{1}{\sqrt{2}}ln\left|\dfrac{x^4-\sqrt{2}}{x^4+\sqrt{2}}\right|\right)+C\)

2/ \(I=\int\dfrac{\left(2x+1\right)dx}{\left(x^2+x-1\right)\left(x^2+x+3\right)}=\dfrac{1}{4}\int\left(\dfrac{1}{x^2+x-1}-\dfrac{1}{x^2+x+3}\right)\left(2x+1\right)dx\)

\(=\dfrac{1}{4}\int\left(\dfrac{2x+1}{x^2+x-1}-\dfrac{2x+1}{x^2+x+3}\right)dx\)

\(=\dfrac{1}{4}\left(\int\dfrac{d\left(x^2+x-1\right)}{x^2+x-1}-\int\dfrac{d\left(x^2+x+3\right)}{x^2+x+3}\right)\)

\(=\dfrac{1}{4}ln\left|\dfrac{x^2+x-1}{x^2+x+3}\right|+C\)

3/ Đặt \(\sqrt[3]{x}=t\Rightarrow x=t^3\Rightarrow dx=3t^2dt\)

\(\Rightarrow I=\int\dfrac{3t^2.sint.dt}{t^2}=3\int sint.dt=-3cost+C=-3cos\left(\sqrt[3]{x}\right)+C\)

4/ \(I=\int\dfrac{dx}{1+cos^2x}=\int\dfrac{\dfrac{1}{cos^2x}dx}{\dfrac{1}{cos^2x}+1}\)

Đặt \(t=tanx\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}dt=\dfrac{1}{cos^2x}dx\\\dfrac{1}{cos^2x}=1+tan^2x=1+t^2\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow I=\int\dfrac{dt}{1+t^2+1}=\int\dfrac{dt}{t^2+2}=\dfrac{1}{2}\int\dfrac{dt}{\left(\dfrac{t}{\sqrt{2}}\right)^2+1}\)

\(=\dfrac{1}{2}.\sqrt{2}.arctan\left(\dfrac{t}{\sqrt{2}}\right)+C=\dfrac{1}{\sqrt{2}}arctan\left(\dfrac{tanx}{\sqrt{2}}\right)+C\)

5/ \(I=\int\dfrac{sinx+cosx}{4+2sinx.cosx-sin^2x-cos^2x}dx=\int\dfrac{sinx+cosx}{4-\left(sinx-cosx\right)^2}dx\)

Đặt \(sinx-cosx=t\Rightarrow\left(cosx+sinx\right)dx=dt\)

\(\Rightarrow I=\int\dfrac{dt}{4-t^2}=-\int\dfrac{dt}{\left(t-2\right)\left(t+2\right)}=\dfrac{1}{4}\int\left(\dfrac{1}{t+2}-\dfrac{1}{t-2}\right)dt\)

\(=\dfrac{1}{4}ln\left|\dfrac{t+2}{t-2}\right|+C=\dfrac{1}{4}ln\left|\dfrac{sinx-cosx+2}{sinx-cosx-2}\right|+C\)

Ơ bài 1 nhầm số 4 thành số 2 rồi, bạn sửa lại 1 chút nhé :D

Còn 1 cách làm khác nữa là lượng giác hóa

Đặt \(x^4=2sint\Rightarrow x^3dx=\dfrac{1}{2}cost.dt\)

\(\Rightarrow I=\dfrac{1}{2}\int\dfrac{cost.dt}{\left(4sin^2t-4\right)^2}=\dfrac{1}{32}\int\dfrac{cost.dt}{cos^4t}=\dfrac{1}{32}\int\dfrac{dt}{cos^3t}\)

Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}u=\dfrac{1}{cost}\\dv=\dfrac{dt}{cos^2t}\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}du=\dfrac{sint.dt}{cos^2t}\\v=tant\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow32I=\dfrac{tant}{cost}-\int\dfrac{tant.sint.dt}{cos^2t}=\dfrac{sint}{cos^2t}-\int\dfrac{sin^2t.dt}{cos^3t}\)

\(=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\int\dfrac{1-cos^2t}{cos^3t}dt=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\int\dfrac{dt}{cos^3t}+\int\dfrac{1}{cosx}dx\)

Chú ý rằng \(\int\dfrac{dt}{cos^3t}=32I\)

\(\Rightarrow32I=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-32I+\int\dfrac{cost.dt}{cos^2t}\)

\(\Rightarrow64I=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\int\dfrac{d\left(sint\right)}{sin^2t-1}=\dfrac{sint}{1-sin^2t}-\dfrac{1}{2}ln\left|\dfrac{sint-1}{sint+1}\right|+C\)

\(\Rightarrow I=\dfrac{1}{64}\left(\dfrac{2x^4}{4-x^8}-\dfrac{1}{2}ln\left|\dfrac{x^4-2}{x^4+2}\right|\right)+C\)

\(f'\left(x\right)=\frac{\left(\sin x\right)'}{\sin x.\ln3}=\frac{\cos x}{\sin x.ln3}=\frac{\cot x}{ln3}\)

Ko bít nữa.